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dc.contributor.advisor1Hallak, Patricia Habib-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/busca.dopt_BR
dc.contributor.referee1Barbosa, Flávio de Souza-
dc.contributor.referee1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/busca.dopt_BR
dc.contributor.referee2Queiroz, Rafael Alves Bonfim de-
dc.contributor.referee2Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/busca.dopt_BR
dc.creatorAraújo, Alexandre Miguel Silva-
dc.creator.Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/busca.dopt_BR
dc.date.accessioned2023-05-24T12:34:37Z-
dc.date.available2023-05-24-
dc.date.available2023-05-24T12:34:37Z-
dc.date.issued2023-02-15-
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15436-
dc.description.abstractSlender structures, such as large-span bridges, tend to have greater aeroelastic sensitivity, which directly influences the project from its conception. The flutter phenomenon must be carefully evaluated, as it can lead these structures to collapse. To obtain and analyze it, Computational Fluid Dynamics (CFD) can be used, which is constantly evolving and is increasingly used by researchers to obtain reliable results through numerical methods. In this study, a CFD methodology is presented to obtain the flutter coefficients, through forced vibrations in bodies immersed in a fluid medium. Two approaches are analyzed. In the first (8COEF), torsion and flexion movements are imposed on the structure. In the second, simulations are carried out in the torsion mode, and, through Linear Equations (LE), the coefficients of the flexion movement are obtained, thus resulting in the complete set of eight coefficients of flutter. The study is applied to the transverse section of the deck of the Great Belt East Bridge (GBEB), located in Denmark. For the static case, in a 2D approach, simulations were performed in order to obtain the average values of the aerodynamic coefficients of drag (𝐶𝑑), lift (𝐶𝑙) and moment (𝐶𝑚), in addition to the Strouhal Number (𝑆𝑡), adopting four Gauss divergence schemes: QUICK, upwind, linear upwind and limited linear. For the dynamic case, also in a 2D approach, simulations were performed to obtain the flutter coefficients. Then, the critical flutter velocity was estimated using the 8COEF and LE approaches. The simulations were carried out in a turbulent flow regime with 𝑅𝑒 105 , using the RANS approach (Reynolds Averaged Navier-Stokes), using the models of k-𝜔 SST and k-𝜔 SSTLM turbulence to establish a comparative analysis. OpenFOAM® was used to perform the computational simulations presented in this study and also to solve the Navier-Stokes Equations for an incompressible fluid. It is noted that the estimated results with the LE were effective when compared to the 8COEF but at a lower computational cost. Finally, all results were validated with numerical and experimental studies available in the literature.pt_BR
dc.description.resumoEstruturas esbeltas, como pontes de grandes vãos, tendem a apresentar maior sensibilidade aeroelástica, o que influencia diretamente no projeto desde a sua concepção. O fenômeno de flutter deve ser criteriosamente avaliado, pois pode levar essas estruturas ao colapso. Para sua obtenção e análise pode-se empregar a Fluidodinâmica Computacional (CFD), que está em constante evolução e é cada vez mais utilizada pelos pesquisadores para obter resultados confiáveis através de métodos numéricos. Neste estudo, apresenta-se uma metodologia em CFD para obter os coeficientes de flutter, por meio de vibrações forçadas em corpos imersos em um meio fluido. Duas abordagens são analisadas. Na primeira (8COEF), impõem-se movimentos em torção e flexão à estrutura. Na segunda, realizam-se simulações no modo de torção e, por meio de Equações Lineares (EL), obtém-se os coeficientes do movimento de flexão, resultando assim no conjunto completo dos oitos coeficientes de flutter. O estudo é aplicado na seção transversal do tabuleiro da Ponte Great Belt East (GBEB), localizada na Dinamarca. Para o caso estático, em uma abordagem 2D, foram feitas simulações, a fim de obter os valores médios dos coeficientes aerodinâmicos de arrasto (𝐶𝑑), de sustentação (𝐶𝑙) e de momento (𝐶𝑚), além do Número de Strouhal (𝑆𝑡), adotando-se quatro esquemas de divergência de Gauss: QUICK, upwind, linear upwind e limited linear. Para o caso dinâmico, também em uma abordagem 2D, foram feitas simulações para obter os coeficientes de flutter. Em seguida, estimou-se a velocidade crítica de flutter, empregando as abordagens 8COEF e a EL. As simulações foram realizadas em regime de escoamento turbulento com 𝑅𝑒 105 , com o emprego da abordagem RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes), utilizando os modelos de turbulência k-𝜔 SST e k-𝜔 SSTLM para estabelecer uma análise comparativa. O OpenFOAM® foi utilizado para realizar as simulações computacionais apresentadas neste estudo e também na solução das Equações de Navier-Stokes para um fluido incompressível. Nota-se que os resultados estimados com as EL foram eficazes quando comparados com os da 8COEF, porém a um menor custo computacional. Por fim, todos os resultados foram validados com estudos numéricos e experimentais disponíveis na literatura.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentFaculdade de Engenhariapt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC)pt_BR
dc.publisher.initialsUFJFpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectPonte Great Belt eastpt_BR
dc.subjectFluidodinâmica computacionalpt_BR
dc.subjectEsquemas divergentespt_BR
dc.subjectCoeficientes de flutterpt_BR
dc.subjectGreat Belt east bridgept_BR
dc.subjectComputational fluid dynamicspt_BR
dc.subjectDivergence schemespt_BR
dc.subjectFlutter derivativespt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILpt_BR
dc.titleModelagem do fenômeno de flutter via CFD: aplicação a estrutura da ponte Great Belt eastpt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
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